一种生物酶协同蒸汽爆破制备秸秆纤维地膜的方法

本发明创造属于农作物秸秆综合利用技术，主要涉及一种秸秆纤维地膜的制备方法。

背景技术：

1、因塑料地膜不能降解、不易回收、造成土地环境白色污染严重、影响和破坏农作物生长发育等诸多技术性问题，近些年来，多种可降解、无污染的农作物地膜开始研发，并部分在生产作业使用实践中得到推广应用，为解决塑料地膜存在的技术性问题起到了积极作用。目前，用于秸秆地膜制作使用的秸秆纤维原料制取方法主要包括物理制取法和化学制取法；其中，物理制取法主要以秸秆蒸煮、机器磨解、除杂等步骤制取秸秆纤维，虽然具有清洁环保的优点，但存在能耗高、制取效率低的缺点；化学制取法主要是通过酸或碱等有机溶剂对秸秆进行处理，制取效率高是其突出的优点，然而制取过程中使用的化学药剂会造成严重的环境污染。面对上述两种秸秆纤维原料制取方法存在的问题，尽快研究出一种制取高效、无环境污染、降低能耗和制造成本、适用于秸秆纤维地膜制备使用的秸秆纤维制备方法很有必要。

技术实现思路

1、本发明创造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合秸秆纤维地膜制备的实际需求，研发一种生物酶协同蒸汽爆破制备秸秆纤维地膜的方法，达到制取高效、无环境污染、降低能耗和制造成本、提高产品性能的目的。

2、本发明创造的目的是这样实现的：所述方法包括以下步骤：

3、①、将除杂后的秸秆浸入清水中浸泡，使秸秆含水率达到50%—55%；

4、②、将由孢酶菌株发酵酶、霉菌株发酵酶、em菌组成的复合生物酶菌粉与浓度10%—20%的红糖水发酵液按质量比1：1的比例混合均匀，得复合生物酶菌液；

5、③、将步骤②中得到的复合生物酶菌液均匀洒入步骤①中含水率50%—55%的秸秆中，复合生物酶菌液洒入量为秸秆干重的0.5%，施洒完成后对秸秆在15℃以上常温密封条件下完成8天的发酵处理；

6、④、将步骤③中发酵完成后秸秆置于清水中浸泡8—10小时，浸泡时需将秸秆完全浸没在清水中；

7、⑤、将浸泡结束后的秸秆利用单螺杆秸秆剪切机在模头间隙3—5mm、挤压力2.5mpa、温度90—100℃、转速95—105转/分条件进行挤压、剪切、揉搓、汽爆处理，得秸秆纤维原料；

8、⑥、将秸秆纤维原料使用鼓风干燥箱在100—110℃条件下烘干8—12小时，得秸秆纤维绝干浆；

9、⑦、将步骤⑥得到的秸秆纤维绝干浆依次进行浸泡、疏解、打浆、抄片、压制干燥处理；浸泡处理时，秸秆纤维绝干浆与清水的质量比为1：50，15℃以上常温下浸泡6—8小时；疏解处理时的疏解时间0.5小时；打浆处理时打浆至浆料叩解度达50±3°sr；进行抄片处理；对抄片完成后的湿地膜进行压制干燥处理，使用纸页成型器在105—120℃温度下压制干燥10分钟，得到秸秆纤维地膜。

10、本发明创造的优点和有益效果是：

11、1、充分利用生物酶具有的反应条件温和、反应效率高的优势，达到了节约资源、降低制浆能耗的效果，而且，生物制浆过程中酶的添加增加了纸浆的亮度，改善了纸浆的强度性能，反应过程简单可控，温度和ph值的变化不会对纤维素聚合度产生影响，环境污染小，生产成本较低，易实现产业化；

12、2、对农作物秸秆进行浆料制备，对农作物资源高值化利用和绿色生产具有重要意义；采用复合酶处理秸秆，避免了化学试剂的使用，减少了制备过程的污染，同时，无原料蒸煮程序、降低了设备能耗；

13、3、根据秸秆组分分离的需求，依据微生物组学和代谢组学理论，本发明优选了孢酶菌株发酵酶、霉菌株发酵酶、em菌组成的复合生物酶可在发酵过程中分离木质素、纤维素和半纤维素；

14、4、本发明对经复合生物酶处理后的秸秆通过挤压、剪切、揉搓和汽爆处理，木质素和半纤维素进一步脱除，浆张强度进一步提高，同时，本方法可对自然状态下的秸秆直接加工处理，制备过程操作简单，加工过程中的温度和ph不会对纤维聚合度产生影响；

15、5、本方法制得的秸秆纤维更加松散柔软，方便后续疏解和打浆处理，缩短了打浆时间，提高了地膜浆张强度。

技术特征：

1.一种生物酶协同蒸汽爆破制备秸秆纤维地膜的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

技术总结一种生物酶协同蒸汽爆破制备秸秆纤维地膜的方法属于农作物秸秆综合利用技术；该方法包括秸秆清水浸泡、发酵生物酶与发酵液混合的复合生物酶菌液制备、复合生物酶菌液洒入经清水浸泡的秸秆内发酵处理、将发酵后的秸秆再次用清水浸泡、利用单螺杆秸秆剪切机对再次浸泡后的秸秆进行挤压、剪切、揉搓、汽爆处理、对秸秆纤维浆料干燥、对秸秆纤维绝干浆进行清水浸泡、疏解、打浆、抄片、烘干处理得秸秆纤维地膜；本方法反应过程简单可控，降低设备能耗和制作成本，产品纸浆和地膜强度好、亮度高，环境污染小，易产业化生产，为秸秆资源高值化利用和绿色生产提供了技术支持。技术研发人员：李龙海,高创,赵成顺,范思远,刘爽,徐心航,红羊门德,高菲受保护的技术使用者：东北农业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2